蓮花山白盆珠自然保護(hù)區(qū)3種森林土壤養(yǎng)分含量比較*

李海濱 吳林芳 黃蕭灑 鐘偉華 曹洪麟

（1.廣東惠東蓮花山白盆珠省級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理處，廣東 惠州 516003；2.廣州林芳生態(tài)科技有限公司，廣東 廣州 510520；3.中國(guó)科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州 510650）

自全國(guó)首個(gè)自然保護(hù)區(qū)——鼎湖山自然保護(hù)區(qū)1956年建立以來(lái)，廣東省已建立各級(jí)各類(lèi)自然保護(hù)區(qū)290個(gè)，總面積占全省國(guó)土面積7.24%。自然保護(hù)區(qū)的建立對(duì)生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能維持、生態(tài)服務(wù)的提供等起了重要作用[1-2]，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。森林土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是森林植被生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)起主導(dǎo)作用。一方面，森林土壤的理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量對(duì)森林植被的組成和演替影響很大；另一方面，森林植被通過(guò)生長(zhǎng)、凋落、分解和演替不斷向土壤補(bǔ)償養(yǎng)分，并對(duì)森林土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響[3-4]，維持森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)分的循環(huán)和動(dòng)態(tài)平衡[5]。森林土壤養(yǎng)分存在天然的空間變化特征[6-7]，大氣N沉降[8]、土地利用類(lèi)型[9]、林業(yè)經(jīng)營(yíng)措施和管理[10]等， 均會(huì)對(duì)森林土壤養(yǎng)分和理化性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。其中，植被類(lèi)型是影響森林土壤養(yǎng)分的最重要因素[11-12]。針對(duì)自然保護(hù)區(qū)開(kāi)展不同植被類(lèi)型土壤養(yǎng)分的異質(zhì)性研究不僅對(duì)了解森林土壤的形成、森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)揮以及森林健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要的參考價(jià)值，而且對(duì)闡明土壤與植物的關(guān)系也有重要理論意義。

本文以廣東省惠東蓮花山白盤(pán)珠自然保護(hù)區(qū)典型林分類(lèi)型——針闊混交林、山地常綠闊葉林和季風(fēng)常綠闊葉林為研究對(duì)象，分析不同類(lèi)型下森林表層土壤（0～20 cm）的養(yǎng)分含量，探討不同養(yǎng)分間的相關(guān)性，以期為自然保護(hù)區(qū)森林土壤肥力管理提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 保護(hù)區(qū)概況

蓮花山白盆珠省級(jí)自然保護(hù)區(qū)（115°02′02″～115°15′38″E，23°02′44″～23°11′10″N）位于廣東省惠東縣東北部，由原惠州市蓮花山市級(jí)保護(hù)區(qū)和白盆珠水源林自然保護(hù)區(qū)合并而成，于2004年1月經(jīng)廣東省人民政府批準(zhǔn)，更名為蓮花山白盆珠省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)總面積為14 034.1 hm2。主要保護(hù)對(duì)象為南亞熱帶常綠闊葉林森林生態(tài)系統(tǒng)和內(nèi)陸性濕地生態(tài)系統(tǒng)及候鳥(niǎo)棲息繁育環(huán)境，是集生物資源和環(huán)境資源保護(hù)、科學(xué)研究、科普教育、生態(tài)旅游于一體的綜合性自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，受海拔影響，土壤呈明顯的垂直地帶性：海拔400 m以下為赤紅壤，400～800 m 為山地紅壤，800～1 000 m為山地黃壤，1 000 m 以上為灌叢草甸土[13-14]。

1.2 土樣采集

森林土壤采自保護(hù)區(qū)內(nèi)3種典型的森林類(lèi)型：針闊混交林（A）、季風(fēng)常綠闊葉林（B）和山地常綠闊葉林（C）固定樣地，樣地為1 hm2。針闊混交林位于保護(hù)區(qū)東流村附近，海拔300 m，主要由鵝掌柴（Schefぼera heptaphylla）、馬尾松（Pinus massoniana）、光葉山礬（Symplocos lancifolia）、單毛榿葉樹(shù)（Clethra bodinieri）和大頭茶（Gordonia axillaris）等物種組成；季風(fēng)常綠闊葉林位于保護(hù)區(qū)觀(guān)音臺(tái)附近，海撥500 m，由華潤(rùn)楠（Machilus chinensis）、羅浮柿（Diospyros morrisiana）、黃樟（Cinnamomum parthenoxylon）、鵝掌柴和鼠刺（Itea chinensis）等物種組成；山地常綠闊葉林位于保護(hù)區(qū)蓮花寺廟后山，海撥900 m，主要由羅浮柿、卷毛山礬（Symplocos ulotricha）、柳葉毛蕊茶（Camellia salicifolia）、榕葉冬青（Ilex ficoidea）、荷木（Schima superba）和煙斗柯（Lithocarpus hancei）等物種組成。2016年10月，在每個(gè)林型內(nèi)的固定樣地劃分25個(gè)20 m×20 m樣方，參照南亞熱帶森林土壤采樣方法[15]， 在每個(gè)樣方內(nèi)用內(nèi)徑5 cm 土鉆隨機(jī)采集5～8個(gè)0～20 cm深土樣， 混合成為一個(gè)復(fù)合樣， 裝于塑料袋，帶回實(shí)驗(yàn)室待分析，每種林型總共采集25個(gè)混合樣(n =25)。

1.3 化學(xué)測(cè)定與數(shù)據(jù)分析

土壤樣品在室內(nèi)自然風(fēng)干，過(guò)篩（2 mm土壤篩），手工挑除根系和雜質(zhì)。用pH計(jì)測(cè)定土壤pH值，用重鉻酸鉀氧化—外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量，用凱氏消煮法測(cè)定土壤全N含量，堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤速效N含量，硫酸—高氯酸消煮—鉬銻抗分光光度法測(cè)定全P含量，鹽酸和硫酸溶液浸提法測(cè)定有效P含量。不同森林類(lèi)型土壤養(yǎng)分含量差異性用ANOVA進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，養(yǎng)分含量之間的相關(guān)性用Person相關(guān)性進(jìn)行檢驗(yàn)。使用SPSS19.0軟件分析，差異性水平P = 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

ANOVA統(tǒng)計(jì)分析表明，蓮花山白盆珠省級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同森林類(lèi)型的土壤pH值和養(yǎng)分存在顯著差異性(圖1)。針闊混交林和季風(fēng)常綠闊葉林土壤pH值顯著高于山地常綠闊葉林，但二者土壤的全N、全P含量則顯著低于山地常綠闊葉林；土壤有機(jī)質(zhì)含量則呈現(xiàn)出山地常綠闊葉林 ＞ 季風(fēng)常綠闊葉林 ＞ 針闊混交林的特征，表明森林植被類(lèi)型對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量影響顯著，針闊混交林土壤有機(jī)質(zhì)含量最低；土壤速效N含量則與全N含量相反，針闊混交林顯著高于兩種常綠闊葉林，體現(xiàn)了類(lèi)型森林對(duì)土壤N需求的差異；有效P則與速效N的含量相反，山地常綠闊葉林土壤含量最高，針闊混交林土壤含量最低。

2.2 土壤基本性狀之間相關(guān)性

利用Person相關(guān)性分析表明，森林土壤pH值和養(yǎng)分之間的相關(guān)性隨森林類(lèi)型的不同而異(表1)。在針闊混交林中，僅僅發(fā)現(xiàn)土壤全N含量與全P含量呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)；在季風(fēng)常綠闊葉林中，土壤pH值與土壤全P含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，但與土壤速效N呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)；土壤全N和全P呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)；在山地常綠闊葉林中，土壤基本化學(xué)性狀之間存在較多的顯著相關(guān)，土壤pH值與有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)，與速效N呈顯著正相關(guān)，土壤全P與全N極顯著正相關(guān)，有機(jī)質(zhì)含量與速效N含量之間存在顯著正相關(guān)。森林土壤基本化學(xué)性狀相關(guān)性的差異，體現(xiàn)了森林類(lèi)型和森林海拔對(duì)土壤理化性狀的影響。

表1 3種森林類(lèi)型下土壤pH值與各養(yǎng)分含量間的相關(guān)性Tab. 1 The correlations among the pH values and the nutrient contents in the soils of three forest types

3 結(jié)論

廣東蓮花山白盆珠省級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同森林類(lèi)型土壤基本理化性狀隨森林類(lèi)型的不同而異。山地常綠闊葉林土壤酸性要低于針闊混交林和季風(fēng)常綠闊葉林，但有機(jī)質(zhì)、全N和全P顯著高于針闊混交林和季風(fēng)常綠闊葉林；針闊混交林土壤速效N最高，但有效P含量最低。在3種森林類(lèi)型中，土壤全N與全P均呈現(xiàn)出極顯著相關(guān)，而其它性狀的相關(guān)性隨森林類(lèi)型而異，體現(xiàn)了森林類(lèi)型和海拔對(duì)土壤化學(xué)性狀影響普遍性和特異性。

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